Проекты малых реакторов в США

12 октября 2018

Ряд американских компаний разрабатывают проекты микрореакторов, которые могут использоваться как в гражданском секторе атомной энергетики, так и для нужд военных.

Краткий обзор известных на сегодняшний день проектов приводится в отчёте, подготовленном в NEI.

Под термином "микрореактор" в отчёте понимаются установки с электрической мощностью 10 МВт(э) и менее.

Авторы отчёта прогнозируют, что первый микрореактор на объектах министерства обороны США может появиться спустя семь лет (пять лет при ускоренном сценарии и десять лет при замедленном).

"General Atomics"

Компания "General Atomics" (GA) разрабатывает проект мобильного ядерного источника электроснабжения, способного уместиться в стандартный грузовой контейнер типа CONEX.

Мощность реактора - от 4 до 10 МВт(э). Интервал между перегрузками превышает 10 лет.

В проекте микрореактора применены высокотемпературные материалы и топливо с повышенной эффективностью.

Особое внимание в проекте уделено вопросам ядерной безопасности и защите от различных потенциальных угроз. Реактор также будет способен быстро реагировать на большие скачки потребностей в базовой нагрузке (это характерно для военных баз).

В разрабатываемом проекте использован опыт, полученный компанией GA при разработке интегрированных систем для армии, а также опыт, накопленный компанией в прошлом при разработке исследовательских реакторов мощностью менее 10 МВт(т).

"NuScale Power"

Компания "NuScale Power" известна своим проектом АСММ "Nuscale" (модули мощностью 50-60 МВт(э)), который в настоящее время проходит сертификацию в комиссии по ядерному регулированию США.

В то же время, компания рассматривает различные концепции микрореакторов мощностью от 1 до 10 МВт(э).

Известны два её проекта - "NuScale Power Module" (NPM) и так называемый уменьшенный NPM. Оба проекта являются легководными реакторами, что позволит при их сертифицировании воспользоваться опытом сертифицирования АСММ "Nuscale".

NPM и уменьшенный NPM могут служить для генерации электроэнергии, теплоснабжения, опреснения морской воды и производства водорода.

В обоих проектах микрореакторов применяется пульт управления с высокой степенью автоматизации. Для снятия тепла с активной зоны предусматривается естественная циркуляция.

Оба микрореактора способны работать без перегрузки 10 лет и более. В микрореакторе NPM в качестве топлива будет использоваться уран реакторного обогащения (до 5%), в уменьшенном NPM - уран HALEU, то есть уран с обогащением до 20%.

"Oklo"

Компания "Oklo" разрабатывает компактный быстрый реактор мощностью 2 МВт(э). Он предназначается для обслуживания удалённых и сельских районов, индейских резерваций, а также промышленных и военных объектов.

В проекте широко используются пассивные меры, количество движущихся частей сведено к минимуму. Топливо - HALEU, кампания реактора - до 20 лет.

"Westinghouse"

Компания "Westinghouse" разрабатывает проект микрореактора "eVinci".

Это полуавтономный, транспортабельный и масштабируемый аппарат. Рассматриваемая мощность - от 200 кВт(э) до 15 МВт(э).

Проект "eVinci" представляет собой развитие концепции "Megapower", предложенной в национальной лаборатории Лос-Аламоса. Кроме того, в проекте используется усовершенствованная технология тепловых трубок.

Микрореактор может производить электроэнергию и тепло. В качестве топлива применяется HALEU, кампания реактора - не менее 10 лет. Для повышения безопасности количество движущихся частей в проекте минимизировано.

"X-energy"

Компания "X-energy" разрабатывает проект "X-battery" - транспортабельный высокотемпературный газоохлаждаемый реактор с шаровыми твэлами тепловой мощностью 10 МВт(т).

Топливный материал - HALEU. Топливные элементы - TRISO.

Реактор может эксплуатироваться в полностью автономном режиме, без присутствия персонала на площадке. Для первых, демонстрационных "X-battery" предполагается наличие минимального количества операторов.

Также известен проект микрореактора "Xe-100 MICRO". Он может использоваться для производства электроэнергии, тепла и водорода. Для него рассматривались различные топливные циклы, включая (Th,U)O2. На одной загрузке активной зоны реактор способен отработать примерно 10 лет.

Другие разработчики

В отчёте NEI без приведения конкретных деталей упоминаются другие разработчики проектов микрореакторов, причём среди них есть не только американские компании.

Упомянуты такие компании, как "HolosGen", "LeadCold Nuclear", "NuGen", "Starcore Nuclear", URENCO и "Ultra Safe Nuclear". В отчёте указано, что информации о проектах данных компаний недостаточно.